Cum să înțeleagă teoria relativității
Formare / / December 19, 2019
După cum știți, întregul univers material are trei dimensiuni: în sus și în jos, la stânga și la dreapta, înainte și înapoi. A patra dimensiune - timp. Împreună, ele constituie continuumul spațiu-timp. Dar freca este că noțiunile noastre de spațiu și timp este direct dependentă de viteza cu care suntem în mișcare.
Este relația dintre timp, spațiu și un obiect în mișcare descrie teoria specială a relativității (SRT), dezvoltat de Albert Einstein în 1905. Mai târziu, pe baza ei marele fizician și o teorie generală a relativității (GR), care, în plus față de timp și spațiu, și ia în considerare și alți factori, cum ar fi gravitatea. Pe ea, nu vom vorbi - aceasta ar necesita un tratat separat. Deci, vom proceda la studiul teoriei speciale a relativității!
Principiile de bază ale teoriei relativității
Primul lucru pentru a înțelege pentru dezvoltarea teoriei relativității: mișcarea relativă.
Acest lucru înseamnă că prezența sau absența mișcării este întotdeauna definită în raport cu alte obiecte. Mișcarea și viteza acestuia depinde de observator (cel care se uită la obiect) și cadrul de referință (cel în care se pare).
Imaginați-vă că un pasager care călătorește în tren și citind o carte. Pentru el, cartea încă la fel de imobil și locuri pe tren, iar ceilalți pasageri (în cazul în care stau în scaunele lor și nu face drum spre masina de mese, desigur). Viteza tuturor obiectelor fixe din tren, din punctul de vedere al propriei noastre, va fi zero-cititor de pasageri.
În acest moment, platforma ar trebui cealaltă persoană, care a fluierat trecut trenul de zbor. Pentru el, și pasagerul cu o carte si se misca cu viteza trenului scaunului - spune, 200 km / h. Dar pasagerii de pe drum spre mașină de mese, situată în capul convoiului se va muta chiar mai repede: viteza lor se va dezvolta cu viteza trenului.
Acesta este cazul cu orice adaos de viteze, dar există o singură excepție: viteza luminii. Lumina de la proiector pe nas trenului nostru se va deplasa întotdeauna la aceeași viteză - 300 000 km / s.
Aici ne apropiem de principiile de bază pe care teoria relativității:
- Principiul relativității: Pentru acele corpuri care se deplasează una în alta, la o viteză constantă sau cu palete (atât de pasageri cât și cartea sa), procesele fizice sunt aceleași.
- Principiul constanței vitezei luminii: Viteza luminii este constantă pentru toți observatorii, indiferent de viteza lor în raport cu sursa de lumină. Aceasta este, lumina de la lampa de pe nas trenului sau a luminii de la proiector de pe nava spatiala au aceeași viteză.
Lumina călătorește atât de repede încât răspândirea ei pare instantanee. Dar se pare la distanțe foarte diferite în spațiu. De exemplu, distanța de la soare la pământ constituind 150 de milioane de kilometri, lumina trece în aproximativ 8 minute. Aceasta înseamnă că, în cazul în care soarele vreodată stinsÎl vom vedea în doar 8 minute.
Consecințele teoriei relativității
Ceea ce rezultă din principiile de mai sus și modul în care acestea sunt legate de timp și spațiu? Teoria relativității are trei consecințe principale: Extinderea spațiului, contracte de timp, crește masa. Vom intelege cu fiecare comanda.
timpul este comprimat
Einstein a fost primul care a dat seama că timp Nu este absolut și depinde de cadrul de referință în care l-am observat. Pământul și galaxii îndepărtate, la celălalt capăt al universului se află în locații diferite, nu numai spațiu, dar timpul.
Relativ timpul de mișcare obiecte merge mai lent. Acest fapt a fost confirmatIn jurul-lume Ceasuri atomice: prezise Câștigurile relativistă Timp folosind doua ceasuri atomice identice: un dispozitiv lăsat pe Pământ, iar celălalt trimis la avionul supersonic în jurul planetei. Atunci când se plantează, sa observat că ceasul care a zburat pentru câteva miimi de secundă în spatele ceas în repaus.
Cu cât viteza obiectului devine viteza luminii, curge mai lent timp pentru el. În teorie, în cazul în care un astronaut va merge într-o excursie pe o navă spațială, la o viteză aproape de viteza luminii, el va primi în viitor. Pentru aceasta va dura câteva săptămâni, și în lume - timp de decenii. Aceasta este relativitatea timpului.
psihiatrii spațiu
O altă consecință surprinzătoare a relativității: atunci când vedem un obiect în mișcare, putem observa că devine mai scurtă odată cu creșterea vitezei. Din punct de vedere al unui observator, atunci când se apropie de viteza luminii obiectului devine mai scurtă și mai scurtă în direcția de mișcare și perpendicular pe acesta rămâne în fostele dimensiunile sale.
Presupunem că planta astronaut într-o navă spațială care poate călători la viteza luminii, și se merge într-un observator confortabil observa călătoria lui. Pe măsură ce se apropie de viteza luminii cu nava începe să fie ceva ciudat. Menționăm că este din ce în ce mai scurt. Dar schimbările au loc numai în raport cu direcția de deplasare, lățimea vehiculului rămâne constantă. Atingerea viteza luminii, aceasta va deveni practic imposibil de distins în lungime.
Probabil, astronautul nostru nu este o mulțime de distracție? Nu vă faceți griji despre el pentru astronautul va fi nici o schimbare. El doar papură bucurie spre întinderi de spațiu și nu observă nimic. Spațiul este comprimat în raport cu observatorul numai.
crește masa
O altă consecință remarcabilă a relativității este faptul că, viteza obiectului, masa, de asemenea, crește.
Masa și energia sunt legate în mod inextricabil. Este exprimat în Einstein faimoasa ecuație E = mc². Această formulă arată că energia corpului este proporțională cu masa sa. La transferul de energie pentru organism (adică accelerarea acesteia) și greutatea crescută. Se pare că o parte din energia merge pentru a crește viteza, iar pe de altă parte crește greutatea.
Să ne amintim astronauții noștri care se apropie de viteza luminii în nava lui. Observarea de pe Pământ, vedem că pe măsură ce viteza vehiculului devine tot mai greu să-l accelereze, există mai multe și este nevoie de mai multă energie să-l împingă. Vine un moment în care nava ajunge la o greutate pe care nici o putere din univers nu se mai poate mișca. Acesta este motivul pentru care, în practică, călătoria în timp nu este încă posibilă.
scurt
Deci, atunci când se apropie de viteza luminii fiind extins, psihiatrii spațiu. Dar toate acestea se întâmplă numai în ochii observatorului, care vede mișcarea obiectului în raport cu sine. Pentru astronauți în nava nu sa schimbat (cu excepția celor pentru creșterea masei). Dar, în timp ce ambele puncte de vedere sunt adevărate. Prin urmare, teoria relativității, și ia numele acestuia.
Încă nu foarte clar? Nu este surprinzător, pentru că Einstein însuși a luat 10 ani pentru a forma principiile de bază ale teoriei relativității. Există o carte care vă va ajuta să pună din nou aceste principii în minte și să explice totul literalmente pe degetele de la picioare, cu imagini luminoase și planificările disponibile. „Teoria relativității“ editoriale „Avanta“ AST editura adresat elevilor claselor de mijloc, dar va fi de interes pentru orice adult care dorește să pătrundă misterele universului nostru. După ce pare a fi miracole, de fapt, o realitate!
Cumpără cartea
a se vedea, de asemenea,⭐️
- 12 persoane care se încadrează în dragoste cu tine în știință
- 10 lucruri pe care ar trebui să învețe de la Albert Einstein
- 7 dintre cele mai tari cărți de Stephen Hawking